Can-шина в автомобиле: что это такое и где находится, устройство и принцип работы

Принцип действия КАН-модуля

Что такое CAN-шина

Устройство и где находится шина

Инструкция по подключению сигнализации по CAN-шине

Признаки и причины

Как сделать анализатор своими руками?

Плюсы и минусы CAN-шин

Видео «Ремонт CAN-интерфейса своими руками»

Появление цифровых шин в автомобилях произошло позднее, чем в них начали широко внедряться электронные блоки. В то время цифровой «выход» им был нужен только для «общения» с диагностическим оборудованием – для этого хватало низкоскоростных последовательных интерфейсов наподобие ISO 9141-2 (K-Line). Однако кажущееся усложнение бортовой электроники с переходом на CAN-архитектуру стало ее упрощением.

Действительно, зачем иметь отдельный датчик скорости, если блок АБС уже имеет информацию о скорости вращения каждого колеса? Достаточно передавать эту информацию на приборную панель и в блок управления двигателем. Для систем безопасности это ещё важнее: так, контроллер подушек безопасности уже становится способен самостоятельно заглушить мотор при столкновении, послав соответствующую команду на ЭБУ двигателя, и обесточить максимум бортовых цепей, передав команду на блок управления питанием.

Can-шина в автомобиле: что это такое и где находится, устройство и принцип работы

Однако на старых принципах реализовать полноценное «общение» блоков управления было невозможно. На порядок выросли объем данных и их важность, то есть потребовалась шина, которая не только способна работать с высокой скоростью и защищена от помех, но и обеспечивает минимальные задержки при передаче.

Суть CAN-шины

Цифровая CAN-шина – это не конкретный физический протокол. Принцип работы CAN-шины, разработанный Bosch еще в восьмидесятых годах, позволяет реализовать ее с любым типом передачи – хоть по проводам, хоть по оптоволокну, хоть по радиоканалу. КАН-шина работает с аппаратной поддержкой приоритетов блоков и возможностью «более важному» перебивать передачу «менее важного».

Для этого введено понятие доминантного и рецессивного битов: упрощенно говоря, протокол CAN позволит любому блоку в нужный момент выйти на связь, остановив передачу данных от менее важных систем простой передачей доминантного бита во время наличия на шине рецессивного. Это происходит чисто физически – например, если «плюс» на проводе означает «единицу» (доминантный бит), а отсутствие сигнала – «ноль» (рецессивный бит), то передача «единицы» однозначно подавит «ноль».

Представьте себе класс в начале урока. Ученики (контроллеры низкого приоритета) спокойно переговариваются между собой. Но, стоит учителю (контроллеру высокого приоритета) громко дать команду «Тишина в классе!», перекрывая шум в классе (доминантный бит подавил рецессивный), как передача данных между контроллерами-учениками прекращается. В отличие от школьного класса, в CAN-шине это правило работает на постоянной основе.

Для чего это нужно? Чтобы важные данные были переданы с минимумом задержек даже ценой того, что маловажные данные не будут переданы на шину (это отличает CAN шину от знакомого всем по компьютерам Ethernet). В случае аварии возможность ЭБУ впрыска получить информацию об этом от контроллера SRS несоизмеримо важнее, чем приборной панели получить очередной пакет данных о скорости движения.

В современных автомобилях уже стало нормой физическое разграничение низкого и высокого приоритетов. В них используются две и даже более физические шины низкой и высокой скорости – обычно это «моторная» CAN-шина и «кузовная», потоки данных между ними не пересекаются. К всем сразу подключен только контроллер CAN-шины, который дает возможность диагностическому сканеру «общаться» со всеми блоками через один разъем.

Например, техническая документация Volkswagen определяет три типа применяемых CAN-шин:

  • «Быстрая» шина, работающая на скорости 500 килобит в секунду, объединяет блоки управления двигателем, ABS, SRS и трансмиссией.
  • «Медленная» функционирует на скорости 100 кбит/с и объединяет блоки системы «Комфорт» (центральный замок, стеклоподъемники и так далее).
  • Третья работает на той же скорости, но передает информацию только между навигацией, встроенным телефоном и так далее. На старых машинах (например, Golf IV) информационная шина и шина «комфорт» были объединены физически.

Интересный факт: на Renault Logan второго поколения и его «соплатформенниках» также физически две шины, но вторая соединяет исключительно мультимедийную систему с CAN-контроллером, на второй одновременно присутствуют и ЭБУ двигателя, и контроллер ABS, и подушки безопасности, и ЦЭКБС.

Физически же автомобили с CAN-шиной используют ее в виде витой дифференциальной пары: в ней оба провода служат для передачи единственного сигнала, который определяется как разница напряжений на обоих проводах. Это нужно для простой и надежной помехозащиты. Неэкранированный провод работает, как антенна, то есть источник радиопомех способен навести в нем электродвижущую силу, достаточную для того, чтобы помеха воспринялась контроллерами как реально переданный бит информации.

Читать далее:  Раздаточная коробка назначение устройство и принцип работы

кан-шина в автомобиле

Но в витой паре на обоих проводах значение ЭДС помехи будет одинаковым, так что разница напряжений останется неизменной. Поэтому, чтобы найти CAN-шину в автомобиле, ищите витую пару проводов – главное не перепутать ее с проводкой датчиков ABS, которые так же для защиты от помех прокладываются внутри машины витой парой.

Диагностический разъем CAN-шины не стали придумывать заново: провода вывели на свободные пины уже стандартизированной в OBD-II колодки, в ней CAN-шина находится на контактах 6 (CAN-H) и 14 (CAN-L).

Когда на шине не передаются данные или передается рецессивный бит, на обоих проводах витой пары вольтметр покажет по 2,5 В относительно «массы» (разница сигналов равна нулю). В момент передачи доминантного бита на проводе CAN-High напряжение поднимается до 3,5 В, в то время как на CAN-Low опускается до полутора. Разница в 2 вольта и означает «единицу».

Здесь «ноль» — это, наоборот, 5 вольт разницы, причем напряжение на проводе Low выше, чем на проводе High. «Единица» же – это изменение разности напряжений до 2,2 В.

Проверка CAN-шины на физическом уровне ведется с помощью осциллографа, позволяющего увидеть реальное прохождение сигналов по витой паре: обычным тестером, естественно, «разглядеть» чередование импульсов такой длины невозможно.

«Расшифровка» CAN-шины автомобиля также ведется специализированным прибором – анализатором. Он позволяет выводить пакеты данных с шины в том виде, как они передаются.

Сами понимаете, что диагностика шины CAN на «любительском» уровне без соответствующего оборудования и знаний не имеет смысла, да и банально невозможна. Максимум, что можно сделать «подручными» средствами, чтобы проверить кан-шину – это измерить напряжения и сопротивление на проводах, сравнив их с эталонными для конкретного автомобиля и конкретной шины. Это важно – выше мы специально привели пример того, что даже на одном автомобиле между шинами может быть серьезная разница.

Неисправности

Хотя интерфейс CAN и хорошо защищен от помех, электрические неисправности стали для него серьезной проблемой. Объединение блоков в единую сеть сделало ее уязвимой. КАН-интерфейс на автомобилях стал настоящим кошмаром малоквалифицированных автоэлектриков уже по одной своей особенности: сильные скачки напряжения (например, зимний запуск на сильно разряженном аккумуляторе) способны не только «повесить» ошибку CAN-шины, обнаруживаемую при диагностике, но и заполнить память контроллеров спорадическими ошибками, случайного характера.

схема-функций кан модуля в автосигнализации

В результате на приборной панели загорается целая «гирлянда» индикаторов. И, пока новичок в шоке будет чесать голову: «да что же это такое?», грамотный диагност первым делом поставит нормальный аккумулятор.

Чисто электрические проблемы – это обрывы проводов шины, их замыкания на «массу» или «плюс». Принцип дифференциальной передачи при обрыве любого из проводов или «неправильном» сигнале на нем становится нереализуем. Страшнее всего замыкание провода, поскольку оно «парализует» всю шину.

Представьте себе простую моторную шину в виде провода, на котором «сидят в ряд» несколько блоков – контроллер двигателя, контроллер АБС, приборная панель и диагностический разъем. Обрыв у разъема автомобилю не страшен – все блоки продолжат передавать информацию друг другу в штатном режиме, невозможной станет только диагностика.

А вот при обрыве между ЭБУ двигателя и АБС машина, скорее всего, уже не заведется: блок, не «видя» нужный ему контроллер (информация о скорости учитывается при расчете времени впрыска и угла опережения зажигания), уйдет в аварийный режим.

Если не резать провода, а просто постоянно подать на один из них «плюс» или «массу», автомобиль «уйдет в нокаут», поскольку ни один из блоков не сможет передавать данные другому. Поэтому золотое правило автоэлектрика в переводе на русский цензурный звучит как «не лезь кривыми руками в шину», а ряд автопроизводителей запрещает подключать к CAN-шине несертифицированные дополнительные устройства стороннего производства (например, сигнализации).

Благо подключение CAN-шины сигнализации не разъем в разъем, а врезаясь непосредственно в шину автомобиля, дают «криворукому» установщику возможность перепутать провода местами. Автомобиль после этого не то что откажется заводиться – при наличии контроллера управления бортовыми цепями, распределяющего питание, даже зажигание не факт что включится.

Читать далее:  Что такое круиз-контроль и как он работает

Настройка CAN-модуля

Настраивать сам модуль можно, не подключая его к «внешней» сигнализации никак. Он будет работать исправно. Помните, что одна из кнопок в машине является сервисной. Подробности есть в документации can_osob. В крайнем случае, можно подключить дополнительную кнопку (вход 9). Дальнейшие действия рассмотрены в следующей главе.

Все опции, задаваемые программно

Опция 1 – это номер подгруппы автомобиля. Задавать значение нужно, если оно не было распознано на подготовительном этапе. Функцию 2, так же как последующие девять функций, нет смысла настраивать – по умолчанию все задано оптимально. Расшифровка значений для функции 2 приводится дальше.

Три варианта предустановленных настроек

Рассмотрим, как работает импульсное управление. На вход 17 нужно подать короткий импульс, и тогда режим охраны выключится. Чтобы включить его, импульс подают на 18-й контакт. А вот статусное управление выглядит по-другому: к 18-й клемме подключают один шнур, идущий от монтируемой сигнализации. Когда на шнуре есть потенциал «массы», охрана включена. И наоборот. Видите, как все просто.

Реализация импульсного управления, схема

Убедитесь в том, что перед выполнением настройки на клемме 10 присутствует напряжение питания. Зажигание должно быть выключено. Еще уделите внимание тому, как выполнено подключение к «массе». Для надежной работы совместно с CAN-шиной это будет важно. Лучше использовать штатную шпильку, к которой подключается «приборка».

Процедура настройки выглядит тривиально:

  1. Включите зажигание;
  2. Не позднее, чем через 10 секунд после шага 1 сервисную кнопку нажимают 10 раз – так получают доступ к первой таблице;
  3. Для доступа к таблице 2 кнопку нажимают не 10, а 12 раз;
  4. Модуль должен издать три либо четыре сигнала, что соответствует таблице 1 или таблице 2;
  5. Номер опции выбирают нажатиями на кнопку, затем следуют сигналы, число которых равно выбираемому номеру;
  6. Чтобы изменить значение опции, нажимают на педаль тормоза, а на кнопку затем нажимают требуемое число раз (см. ниже);
  7. Педаль тормоза отпускают, дожидаются выхода из режима настроек, но можно снова перейти к пункту 4.

Число нажатий, выполняемых на шаге 6, вычисляется так: если задано значение 1, а нужно установить 3, кнопку нажимают два раза. Если задано 3, а максимальное значение равно 4-м, то для перевода системы к значению 1 кнопку тоже нажимают дважды.

Как вычислить количество нажатий

Здесь используется «циклический выбор».

Для любой автосигнализации, даже для самой примитивной, обычно предусматривают процедуру «сброса настроек». Но разработчики модуля CAN F5 пошли несколько другим путем: для выполнения «сброса» потребуется замкнуть два контакта. Набор всех действий должен выглядеть так:

  1. Разрывают связь устройства с CAN-шиной, а перед этим отключают питание;
  2. Открывают корпус, замыкают пинцетом клеммы с надписью «RST»;
  3. Временно подключают питание, затем идет прерывистый звуковой сигнал;
  4. Отключают питание, убирают пинцет.

Клеммы, которые надо замыкать, выполнены в виде площадок на печатной плате.

Комплект под названием F5

Чтобы отрыть крышку корпуса, придется выкрутить саморезы.

Чтобы получить ответ на этот вопрос, проще всего ознакомиться с функциями, которые выбранная сигнализация может обеспечить через CAN-шину. При этом нужно учитывать, что ведущие производители охранных комплексов постоянно обновляют прошивки модулей и их список постоянно расширяется. То есть, если CAN-шина физически присутствует в автомобиле, помимо упрощения установки мы получим еще и больший набор функций по сравнению с аналоговым подключением.

КАН-модуль «Старлайн» дает ряд функций, которые при аналоговом подключении недоступны:

  1. Функция Slave – безопасное снятие автосигнализации с охраны штатными кнопками на радиоключе, брелок переходит в режим радиометки, подтверждающей право на запуск двигателя.
  2. Кодовый иммобилайзер – можно запретить запуск двигателя, пока не будет нажата заранее заданная последовательность штатных кнопок автомобиля.
  3. Бесключевой обход штатного иммобилайзера – больше не требуется вынимать чип из одного штатного ключа, чтобы обеспечить работу автозапуска, через CAN-шину система сможет самостоятельно имитировать присутствие «правильного» ключа в автомобиле.

Рассмотрим процесс программирования модуля CAN-шины на примере популярной StarLine A93. Сам модуль устанавливается непосредственно на плату центрального блока, где предусмотрены специальные гнезда. На плате модуля есть USB-разъем, который в дальнейшем позволит обновлять прошивку.

Чтобы войти в режим программирования модуля, временно отключите от сигнализации разъемы питания и CAN-шины. Зажав кнопку Valet, возвращаем на место разъем питания и продолжаем удерживать кнопку, пока не отзвучат пять сигналов сирены.

Система подаст еще 4 сигнала, когда кнопка будет отпущена. Теперь перейдите в соответствующее меню настроек CAN-модуля однократным нажатием кнопки Valet. Затем вводим четырехзначный номер прошивки, быстро нажимая кнопку число раз, соответствующее очередной цифре номера. Например, для кода 1312 нужно нажать кнопку 1 раз, дождаться одиночного сигнала сирены, нажать ее три раза, после трехкратного сигнала нажать дважды, прослушать двойной «кряк» сирены, нажать кнопку еще два раза.

Читать далее:  Volkswagen Atlas Cross Sport 2020: фото цена и характеристики нового кроссовера от VW

Далее настраиваются функции модуля, для чего предусмотрено несколько уровней меню:

  1.  Статусные функции: двукратное нажатие Valet
  2. Управляющие функции: трехкратное нажатие
  3. Дополнительные функции: четыре нажатия

Можно полностью сбросить CAN-модуль на заводские настройки пятикратным нажатием Valet – если Вы запутались в настройке, и проще начать ее «с нуля»

Меню статусных функций позволяет задать, какие именно информационные сигналы будут считываться с CAN-шины. Например, если Вы подсоединили аналоговый контроль концевиков дверей, считывание информации концевиков с CAN-шины отключите, иначе аналоговый вход не будет работать. Аналогично в меню управляющих функций можно определить, будет ли CAN-модуль управлять «аварийкой», закрытием и открытием центрального замка (причем закрытие и открытие настраиваются отдельно), замком багажника, автозапуском и так далее. В меню дополнительных функций настраивается функция Slave.

Вариант сопряжения с любой сигналкой

Ясно, что большинство проводов модуля подключают к автосигнализации, точнее, к ее сигнальным выходам и входам. Выше рассматривалось, как задействовать выходы ЦЗ либо блокировки. То есть, будем считать, что шесть клемм модуля уже задействованы. Речь идет о следующих клеммах: питание, масса, соединение с шиной (провода 2 и 11), а также 17-й и 18-й контакты разъема. О подключении других контактов рассказывается дальше.

CAN F5, схема монтажа

Справа перечислены выходы модуля, а слева – его входы. Концевик тормоза к входу 7 чаще всего не подключают – сигнал о нажатии педали присутствует на шине.

Рассмотрим функции всех входов:

  1. Шнур 9 – сервисная кнопка (когда зажигание включено), кнопка временного отключения опции «комфорт» (при выключенном зажигании);
  2. Если включено двухшаговое отпирание (опция 15), то с автосигнализации на вход 17 подается «второй отпирающий сигнал»;
  3. Провод 16 подключают к одному выходу – на нем появляется напряжение, когда задействуется световая сигнализация;
  4. Назначение остальных проводов (7, 8 и 18) можно понять из схемы.

Вообще же на схеме, если говорить о входах 17 и 18, указан один вариант подключения: сигнализация управляет состоянием модуля при помощи импульсов. Дело в том, что именно такой метод управления используется по умолчанию. Но поменяв значение настраиваемой опции 14, можно переключиться к другому варианту («статусное» управление). Именно о нем речь шла в пункте 2 – не путайте два разных метода!

CAN F5 и Chevrolet Captiva

Такое подключение, как показано здесь, позволит имитировать одно событие: дверь водителя всегда открывается после завершения автозапуска.

Известно, что конструкторы любой автосигнализации предусматривают два варианта монтажа: первый предназначен для машин с АКП, второй – для авто с «механикой». В первом случае сигналка контролирует педаль тормоза, во втором – ручной тормоз. Выполняя монтаж, подключайте только желто-белый, либо, наоборот, оранжево-черный шнур модуля. На большее не рассчитана сама сигнализация. Нужны подробности – откройте штатное руководство.

Настройка CAN-модуля

Кан-модуль для сигнализации фактически является интерфейсным блоком, который позволяет прошивке охранной системы управлять цепями автомобиля типизированным образом. Например, при постановке автомобиля на охрану центральный блок подает на CAN-модуль соответствующую команду, а дальнейшие действия уже будут определяться прошивкой модуля.

При этом само по себе программирование не низкоуровневое, то есть установщику не обязательно знать, какие конкретно команды нужно подавать на шину для определенного действия: достаточно просто выбрать номер прошивки, соответствующий модели и комплектации автомобиля. Узнать номер можно на сайте производителя охранной системы. Например, прошивка КАН-модуля «Старлайн» для Honda CR-V 2017 года с кнопкой «Старт-Стоп» имеет номер 2444.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
AutoJiza
Adblock
detector